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Stickstoff im Mittelmeer

Welchen Einfluss hat der Eintrag von Stickoxiden aus den dicht besiedelten Küstengebieten auf den Nährstoffkreislauf im Mittelmeer? Wissenschaftler des Instituts für Küstenforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht, der Universität Hamburg und der Universität Heraklion (Kreta) sind dieser Frage nachgegangen. Mit dem Einsatz neuer Messverfahren konnten sie die Wege des Stickstoffs im Nährstoffkreislauf des Mittelmeers nachzeichnen und dessen Quellen ermitteln.

Das internationale Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Prof. Kay Emeis (Foto: Project Group)

Stickstoff gehört zu den wichtigsten Nährstoffen im Meer. Er bildet die Grundlage der Nahrungsnetze vom Plankton bis zu den Fischen und Meeressäugetieren. Stickstoffhaltige Nährstoffe sind allerdings nur begrenzt vorhanden. Ihre Verfügbarkeit ist abhängig von der Einbindung des Luftstickstoffs in das Nahrungsnetz und dem Eintrag stickstoffhaltiger Verbindungen über Flüsse und Niederschläge.

Das Mittelmeer ist ein extrem nährstoffarmes Gebiet. In den letzten Jahrzehnten ist allerdings der Nährstoffeintrag durch den Menschen stark gestiegen. Um ein vollständigeres Bild zum Verhalten und der Herkunft der Nährstoffe im Mittelmeer zu bekommen, hat ein internationales Forschungsteam um Prof. Kay Emeis vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht, die Rolle atmosphärischer Stickoxide (die bspw. in Verbrennungsprozessen entstehen) als Nährstoffquelle untersucht.

Auf einer Mittelmeerfahrt mit dem Forschungsschiff METEOR haben die Wissenschaftler Wasser- und Sedimentproben genommen und die Nährstoffkonzentrationen und deren Isotopenverhältnisse untersucht. Die Proben sind ausgesprochen aufschlussreich - anhand des Verhältnisses verschiedener Stickstoffisotope kann auf Stickstoffquellen und Prozesse im Nährstoffkreislauf rückgeschlossen werden.

Entnahme von Wasserproben im Mittelmeer von Bord des Forschungsschiffes METEOR (Foto: Project Group)

Die Messungen haben gezeigt, dass Stickoxide aus der Atmosphäre ein wichtiger Bestandteil des Stickstoffkreislaufs - und damit im Nahrungsgefüge des Mittelmeers sind. Tatsächlich ist das Mittelmeer wegen seiner extremen Nährstoffarmut einer der wenigen Orte, an denen der Einfluss von atmosphärischen Stickoxiden so deutlich sichtbar ist.

Im Rahmen der neuen Helmholtz-Nachwuchsgruppe unter der Leitung von Dr. Kirstin Dähnke und im Institutsteil von Prof. Kay Emeis wird die Forschung zu Stickstoffisotopen fortgesetzt - zum Beispiel in der Nord- und Ostsee und in verschiedenen deutschen Flüssen. Die geplanten Untersuchungen sollen helfen, relevante Prozesse und den Eintrag von Stickstoff aus Industrie und Landwirtschaft abzuschätzen.

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